JP2006104570A - Non-bonded rotatable target for sputtering - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively cool a rotary shaft and a magnet, and at the same time, to prevent any thermal expansion and breakage attributable to non-uniform cooling of a target in a cooling system of a rotatable target for sputtering. <P>SOLUTION: A target assembly 200 includes a target backing tube 205, a backing layer 210 in contact with an exterior surface of the target backing tube, the backing layer 210 being electrically conductive and thermally non-conductive, and a plurality of non-bonded target cylinders 215 in contact with the backing layer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

発明の分野Field of Invention

本発明は、スパッタリングのシステム及び方法に関する。詳細には、本発明は、スパッタリングに有用な非接着式（ｎｏｎ−ｂｏｎｄｅｄ）回転ターゲットに関するが、これに限定されない。   The present invention relates to sputtering systems and methods. Specifically, the present invention relates to, but is not limited to, a non-bonded rotating target useful for sputtering.

発明の背景Background of the Invention

ガラスは、窓ガラス、自動車のガラス、ディスプレイ、テレビ又はコンピュータのモニターのブラウン管などの幅広い用途において、他に置き換わる材料がない。ガラスは、独特な組み合わせの特性を持ち、すなわち、透明であり、寸法的及び化学的に安定であり、耐掻傷性が高く、無公害性であり、環境的に有利である。それでもなお、ガラスは、特にその光学特性と熱特性を改良することができる。   Glass has no alternative material in a wide range of applications such as window glass, automotive glass, displays, television or computer monitor cathode ray tubes. Glass has a unique combination of properties, i.e. it is transparent, dimensionally and chemically stable, highly scratch resistant, non-polluting and environmentally advantageous. Nevertheless, glass can particularly improve its optical and thermal properties.

真空成膜（ｖａｃｕｕｍ ｃｏａｔｉｎｇ）は、要求の厳しい用途の特殊な必要条件を満たすように、ガラスの表面及びその他の表面を適合させるときに選択する技術である。この真空成膜では、広い基板上に極めて薄い均一な膜を付着させることができる。また、真空成膜技術は、現在の成膜技術のうちコンタミネーションが最小である。真空成膜は、プラスチックや金属など、ガラス以外の材料をコーティングする目的にも使用することができる。   Vacuum coating is a technique of choice when adapting the surface of glass and other surfaces to meet the special requirements of demanding applications. In this vacuum film formation, a very thin uniform film can be deposited on a wide substrate. Further, the vacuum film formation technique has the smallest contamination among the current film formation techniques. Vacuum film formation can also be used for the purpose of coating materials other than glass, such as plastic and metal.

一般的な真空成膜システムでは、回転マグネトロンからの導電性の誘電材料を、ガラス、プラスチック、又は金属などの基板上にスパッタリングする。直流電流（ＤＣ）によって駆動される回転マグネトロンは、数年前から公知である。最近、高圧交流電流（ＡＣ）によって駆動されるマグネトロンが紹介された。ＡＣシステムは有利であるが、信頼性とコストに関する問題がある。   In a typical vacuum deposition system, a conductive dielectric material from a rotating magnetron is sputtered onto a substrate such as glass, plastic, or metal. Rotating magnetrons driven by direct current (DC) have been known for several years. Recently, magnetrons driven by high voltage alternating current (AC) were introduced. While AC systems are advantageous, there are reliability and cost issues.

回転マグネトロンの一つの問題は、スパッタリングする材料を含んでいるターゲットアセンブリに関連する。用途によっては、ターゲットアセンブリはいくつかの異なる材料から成ることがある。これらの材料は、それぞれ挙動が大きく異なる。問題点として、ターゲットアセンブリに割れが生じると、たとえ大量のスパッタリング材料が上に残っていても、多くの場合にそのアセンブリを交換しなければならない。また、特定のターゲットアセンブリでは、上にノジュール（ｎｏｄｕｌｅ）が形成されることがあり、この場合にも、早期の交換を強いられる。   One problem with rotating magnetrons is related to target assemblies that include materials to be sputtered. Depending on the application, the target assembly may consist of several different materials. These materials have greatly different behaviors. The problem is that if the target assembly cracks, it often must be replaced, even if a large amount of sputtering material remains on top. Also, in certain target assemblies, a nodule may be formed on the top, which again forces early replacement.

ターゲットアセンブリの損傷に起因する早期交換とパフォーマンスの低下は、製造業者と消費者にとって大幅なコスト増につながる。現在のターゲット及びターゲットアセンブリは実用的ではあるが、改良することができる。   Early replacement and reduced performance due to target assembly damage can lead to significant cost increases for manufacturers and consumers. Current targets and target assemblies are practical, but can be improved.

発明の概要Summary of the Invention

図面に示した本発明の模範的な実施形態について、以下に要約する。「詳細な説明」の欄には、これらの実施形態とそれ以外の実施形態をより詳細に説明してある。しかしながら、本発明は、「発明の概要」又は「詳細な説明」の欄に説明した形式に限定されないことを理解する必要がある。当業者には、請求項に記載されている本発明の精神及び範囲に含まれる、膨大な変更形態、同等形態、及び代替構造が存在することを認識できるであろう。   Exemplary embodiments of the present invention shown in the drawings are summarized below. In the “detailed description” column, these embodiments and other embodiments are described in more detail. However, it should be understood that the present invention is not limited to the format described in the "Inventory Summary" or "Detailed Description" columns. Those skilled in the art will recognize that there are numerous modifications, equivalents, and alternative constructions that fall within the spirit and scope of the invention as set forth in the claims.

一つの模範的な実施形態においては、本発明は、回転スパッタリングターゲットを含むことができる。このターゲットは、外面を有するターゲットバッキング（ｂａｃｋｉｎｇ）チューブと、ターゲットバッキングチューブの外面と接触しているバッキング層であって、電気伝導性でありかつ非熱伝導性である、バッキング層と、ターゲットバッキングチューブの周囲に位置しておりかつバッキング層と接触している、複数のターゲット円筒体と、を含んでいる。   In one exemplary embodiment, the present invention can include a rotating sputtering target. The target includes a target backing tube having an outer surface, a backing layer in contact with the outer surface of the target backing tube, which is electrically conductive and non-thermally conductive, and a target backing A plurality of target cylinders located around the tube and in contact with the backing layer.

添付の図面と併せて、以下の「詳細な説明」と添付の特許第請求の範囲とを参照することによって、本発明の様々な目的及び利点が明らかになり、本発明が容易に完全に理解されるであろう。   Various objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the appended claims, taken in conjunction with the accompanying drawings, so that the present invention can be readily and fully understood. Will be done.

詳細な説明Detailed description

次に、図面を参照する。いくつかの図面を通じて、同一・相当要素は、同一・相当の参照数字によって示してある。図１は、先行技術の片側支持型（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｅｄ）の回転マグネトロンシステム１００を示している。このシステム１００は、駆動システム１１０によって駆動される回転デュアル円筒ターゲットアセンブリ１０５を含んでいる。チューブ１０５はターゲット材料によってコーティングされており、このターゲット材料は、真空チャンバ１１５の内側に形成されるプラズマを使用してスパッタリングされる。スパッタリングされるターゲット材料は、基板１２０に堆積される。   Reference is now made to the drawings. Throughout the several drawings, identical / equivalent elements are indicated by identical / equivalent reference numerals. FIG. 1 shows a prior art cantilevered rotating magnetron system 100. The system 100 includes a rotating dual cylinder target assembly 105 driven by a drive system 110. The tube 105 is coated with a target material, which is sputtered using a plasma formed inside the vacuum chamber 115. The target material to be sputtered is deposited on the substrate 120.

プラズマは、ガスを励起することによって真空チャンバ１１５の内側に形成され、このガスは、入口１２５から真空チャンバ１１５に入り、出口１３０から除去される。スパッタリング効果は、ターゲットアセンブリ１０５の内側に取り付けられている固定磁石システム１３５を使用して集中させる。一つの代表的なシステムは、日本の特開平６−１７２４７号公報（「Ｈａｒａｎｏｕ」）、「Ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ−ｃｕｒｒｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ（高効率交流マグネトロンスパッタリング装置）」（譲受人：旭硝子株式会社）に説明されている。   A plasma is formed inside the vacuum chamber 115 by exciting the gas, which enters the vacuum chamber 115 from the inlet 125 and is removed from the outlet 130. The sputtering effect is concentrated using a fixed magnet system 135 mounted inside the target assembly 105. One representative system is Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-17247 (“Harano”), “High-efficiency altering-current magnetron sputtering device” (assignee: Asahi Glass Co., Ltd.). Explained.

次に図２を参照する。図２は、先行技術の両側支持型（ｄｕａｌ−ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ）の回転マグネトロンシステム１４０の図である。このシステムは、真空チャンバ１１５と、ガス入口１２５と、ガス出口１３０と、駆動システム１１０と、電力システム（図示していない）と、ターゲット材料によってコーティングされている二つのターゲットアセンブリ１０５とを含んでいる。ターゲット材料は、基板駆動モーター１４５によって真空チャンバの中を動かされる基板１２０にスパッタリングされる。   Reference is now made to FIG. FIG. 2 is a diagram of a prior art dual-supported rotating magnetron system 140. The system includes a vacuum chamber 115, a gas inlet 125, a gas outlet 130, a drive system 110, a power system (not shown), and two target assemblies 105 that are coated with a target material. Yes. The target material is sputtered onto a substrate 120 that is moved through a vacuum chamber by a substrate drive motor 145.

次に図３を参照すると、図３は、先行技術の回転マグネトロンシステム１５０のブロック図である。このシステムは、軸１６０に結合されているターゲットアセンブリ１５５を含んでいる。軸１６０は、軸受・シールアセンブリ１６５と、電力結合部（ｐｏｗｅｒ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）と、回転駆動部１７５とに結合されている。軸１６０は、水供給部１８０にも結合されており、これにより、軸１６０によって水を送り込み、この水を使用して軸受−シールアセンブリ１６５とターゲットチューブ１５５とを伝導的に冷却することができる。特定のシステムにおいては、軸受１８５とシール１８７を冷却するのに水で十分であるが、高出力システムにおいては不十分なことがある。このような高出力システムにおいては、軸受１８５は、過熱して潤滑性を失い、焼きつくことがある。   Reference is now made to FIG. 3, which is a block diagram of a prior art rotating magnetron system 150. The system includes a target assembly 155 that is coupled to a shaft 160. The shaft 160 is coupled to a bearing / seal assembly 165, a power coupling, and a rotational drive 175. The shaft 160 is also coupled to the water supply 180 so that water can be pumped by the shaft 160 and used to conductively cool the bearing-seal assembly 165 and the target tube 155. . In certain systems, water is sufficient to cool the bearings 185 and seals 187, but may be insufficient in high power systems. In such a high power system, the bearing 185 may overheat and lose lubricity and seize.

シール１８７は、外部と真空チャンバ１１５の内側との間で圧力差を維持する目的で使用されている。従来、これらのシールは磁性流体シール（ｆｅｒｒｏ−ｆｌｕｉｄｉｃ ｓｅａｌ）であり、これはコストが高く保守が難しい。特に、シール内の磁性流体が、高出力ＡＣシステムにおいて発生する熱の影響を受ける。シールの損傷を防止するためには、水による冷却と高温の磁性流体とが必要となることがしばしばあり、このいずれによってもシールが大幅に複雑化してコストが増す。   The seal 187 is used for the purpose of maintaining a pressure difference between the outside and the inside of the vacuum chamber 115. Traditionally, these seals are ferro-fluidic seals, which are costly and difficult to maintain. In particular, the magnetic fluid in the seal is affected by the heat generated in the high power AC system. To prevent damage to the seal, water cooling and hot ferrofluid are often required, both of which greatly increase the complexity and cost of the seal.

次に図４を参照する。図４は、本発明の一つの実施形態によって構築されているターゲットアセンブリ２００を示している。このターゲットアセンブリ２００は、ターゲットバッキングチューブ２０５と、バッキング材料２１０と、隣接して配置されている円筒ターゲット部分２１５から成る非接着式ターゲット材料とを含んでいる。これらの構成要素のそれぞれについて以下に説明する。   Reference is now made to FIG. FIG. 4 illustrates a target assembly 200 constructed in accordance with one embodiment of the present invention. The target assembly 200 includes a target backing tube 205, a backing material 210, and a non-adhesive target material consisting of a cylindrical target portion 215 disposed adjacent thereto. Each of these components is described below.

ターゲットバッキングチューブ２０５は、この実施形態においては、熱伝導性のチューブと、チューブの両端に一つずつ配置されている二つのストッパ（２２０，２２５）とを含んでいる。一般的には、一つのストッパは固定されており、他方は取り外すことができる。しかしながら、実施形態によっては、両方のストッパが取り外し可能である、又は、両方のストッパが固定される。更に別の実施形態においては、一方のストッパにばねの張力がかかっており、これによって円筒ターゲット部分２１５が密着する。この構成の場合、スパッタリング工程に起因する熱負荷によって円筒ターゲット部分２１５が膨張しうるが、円筒ターゲット部分２１５それぞれの間に隙間は生じない。この方法によって、マグネトロンプラズマに起因してバッキング材料２１０が損傷することが防止される。更に、円筒ターゲット部分２１５の間の隙間を通じてバッキング材料２１０がスパッタリングされることがなく、コンタミネーションが防止される。   In this embodiment, the target backing tube 205 includes a thermally conductive tube and two stoppers (220, 225) disposed at both ends of the tube. In general, one stopper is fixed and the other can be removed. However, depending on the embodiment, both stoppers are removable or both stoppers are fixed. In yet another embodiment, the spring tension is applied to one of the stoppers, thereby bringing the cylindrical target portion 215 into intimate contact. In the case of this configuration, the cylindrical target portion 215 can expand due to a thermal load resulting from the sputtering process, but no gap is generated between each cylindrical target portion 215. This method prevents the backing material 210 from being damaged due to the magnetron plasma. Further, the backing material 210 is not sputtered through the gap between the cylindrical target portions 215, and contamination is prevented.

別の実施形態においては、ターゲットバッキングチューブ２０５は、非熱伝導性材料から作製されている。バッキング材料２１０は、ターゲットバッキングチューブ２０５の外周の上に配置することができる。バッキング材料２１０は、一般的には電気伝導性であり、非熱伝導性である。バッキング材料２１０が非熱伝導性であることが多いのは、ターゲットバッキングチューブ２０５の内側を流れる水に起因する円筒ターゲット部分２１５の接触冷却（ｃｏｎｔａｃｔ ｃｏｏｌｉｎｇ）の程度を低減又は排除するためである。多くのターゲット材料の場合、接触冷却を低減させることは、ターゲット材料の割れを防止する目的と、ノジュールの形成に抗する目的において重要である。   In another embodiment, the target backing tube 205 is made from a non-thermally conductive material. The backing material 210 can be disposed on the outer periphery of the target backing tube 205. The backing material 210 is generally electrically conductive and non-thermally conductive. The backing material 210 is often non-thermally conductive to reduce or eliminate the degree of contact cooling of the cylindrical target portion 215 due to water flowing inside the target backing tube 205. For many target materials, reducing contact cooling is important for the purpose of preventing cracking of the target material and resisting the formation of nodules.

バッキング材料２１０には、グラファイトメッシュ（ｇｒａｐｈｉｔｅ ｍｅｓｈ）などのファイバーメッシュ（又はグラファイトなどの材料から成る紙）を、ターゲットバッキングチューブ２０５の長さだけ張り付けることができる。メッシュは、機械的又は化学的な固定手段によってバッキングチューブ２０５に固定することができる。これに代えて、メッシュは摩擦のみによって固定することができる。   A fiber mesh such as graphite mesh (or paper made of a material such as graphite) can be attached to the backing material 210 for the length of the target backing tube 205. The mesh can be fixed to the backing tube 205 by mechanical or chemical fixing means. Alternatively, the mesh can be fixed only by friction.

別の実施形態においては、円筒ターゲット部分２１５の内面にバッキング材料２１０を直接張り付けることができる。例えば、円筒ターゲット部分２１５の内面にグラファイトメッシュを貼り付けることができる。この場合、各環をメッシュによって結合するか、又は、各環を個々のメッシュ部分によって隔てられたままにしておくことができる。   In another embodiment, the backing material 210 can be applied directly to the inner surface of the cylindrical target portion 215. For example, a graphite mesh can be attached to the inner surface of the cylindrical target portion 215. In this case, each ring can be connected by a mesh, or each ring can be left separated by individual mesh portions.

代表的なターゲット材料は、導電性セラミック酸化物のターゲットであり、例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、アルミニウム亜鉛酸化物などであり、ただしこれらに限定されない。これ以外のターゲット材料は、当業者には公知であろう。同様に、これらの材料の熱的特性と構造的特性は、当業者には公知である。   Typical target materials are conductive ceramic oxide targets, such as ITO (indium tin oxide) and aluminum zinc oxide, but are not limited thereto. Other target materials will be known to those skilled in the art. Similarly, the thermal and structural properties of these materials are known to those skilled in the art.

図４を参照すると、円筒ターゲット部分２１５は、ターゲットバッキングチューブ２０５に接着されていない。円筒ターゲット部分２１５をターゲットバッキングチューブに接着しないことによって、ターゲットの表面が十分に加熱され、表面領域全体をスパッタリングするためのターゲットの回転運動と併せて、円筒ターゲット部分２１５の表面上のノジュールの形成が大幅に低減又は排除される。   Referring to FIG. 4, the cylindrical target portion 215 is not bonded to the target backing tube 205. By not adhering the cylindrical target portion 215 to the target backing tube, the surface of the target is sufficiently heated, forming nodules on the surface of the cylindrical target portion 215 in conjunction with the rotational movement of the target to sputter the entire surface area. Is significantly reduced or eliminated.

注目すべき更なる利点は、現在公知であるターゲットアセンブリでは、ターゲット材料がインジウムはんだ又はその他の合金によってバッキングチューブに接着されていることである。このことは、コストがかかり、工程時間が延び、いくつかの欠点を持つ。例えば、はんだ材料がターゲットの隙間の間に流れ出ることがあり、これによって、スパッタリングされる膜が汚れる。更に、これらの古いシステムにおけるはんだは分布が均一ではなく空隙が存在し、このためターゲットの小さな領域に大きな熱勾配が生じ、代表的には割れにつながる。しかしながら、本発明のこの実施形態の設計では、これらの欠点が軽減又は排除されている。   A further advantage to note is that in currently known target assemblies, the target material is bonded to the backing tube by indium solder or other alloy. This is costly, increases process time and has several drawbacks. For example, solder material can flow out between the gaps in the target, which can contaminate the sputtered film. Furthermore, the solder in these older systems is not evenly distributed and has voids, which creates a large thermal gradient in a small area of the target, typically leading to cracking. However, the design of this embodiment of the invention alleviates or eliminates these drawbacks.

この実施形態の円筒ターゲット部分２１５には、少なくとも二種類の配置構成が存在し、すなわち、単一円筒体と、複数の隣接する円筒体である。単一円筒体の実施形態は、ターゲットバッキングチューブの長さにほぼ等しい単一の円筒体を含んでいる。しかしながら、他方の実施形態においては、円筒ターゲット部分２１５は、ターゲットバッキングチューブ２０５の外面の周囲に配置されているいくつかの個々の円筒体から成る。複数の円筒ターゲット部分２１５を使用することは、応力が集中せず、ターゲット材料の割れが防止されるため、有利である。   The cylindrical target portion 215 of this embodiment has at least two types of arrangements: a single cylinder and a plurality of adjacent cylinders. The single cylinder embodiment includes a single cylinder approximately equal to the length of the target backing tube. However, in the other embodiment, the cylindrical target portion 215 consists of several individual cylinders that are arranged around the outer surface of the target backing tube 205. The use of multiple cylindrical target portions 215 is advantageous because stress is not concentrated and cracking of the target material is prevented.

これらの複数の円筒ターゲット部分２１５は、一般的には、同じ材料から成り、側縁部が平たいため、互いに横方向に押しつけることができ、スパッタリングのための均一な外面が形成される。更に、平たい側縁部は、複数の円筒ターゲット部分２１５の間に隙間が開くことを防止し、ターゲット表面全体にわたり電流を均一に分布させるうえで役立つ。なお、複数の円筒ターゲット部分２１５の間の密着性（ｆｉｔ）を良好にする目的で、側縁部に角度をつけることができる。   The plurality of cylindrical target portions 215 are typically made of the same material and have flat side edges so that they can be pressed together laterally to form a uniform outer surface for sputtering. Furthermore, the flat side edges prevent gaps from being opened between the plurality of cylindrical target portions 215 and help to distribute the current evenly across the target surface. In addition, an angle can be given to a side edge part in order to make the adhesiveness (fit) between the some cylindrical target parts 215 favorable.

別の実施形態においては、複数の円筒ターゲット部分２１５の側縁部に、舌と溝（ｔｏｎｇｕｅ ａｎｄ ｇｒｏｏｖｅ）の形状の輪郭を設けて、一つの円筒ターゲット部分２１５の舌が、隣接する円筒ターゲット部分２１５の溝と嵌まり合うようにすることができる。この方法では、プラズマによってターゲットバッキングチューブ２０５が直接攻撃されうる隙間が、ほとんど又は全く残らない。別の類似する構成を使用することもできる。   In another embodiment, the side edges of the plurality of cylindrical target portions 215 are contoured in the form of tongues and grooves so that the tongue of one cylindrical target portion 215 is adjacent to the adjacent cylindrical target portion. It can be fitted with 215 grooves. In this method, there is little or no gap that allows the target backing tube 205 to be directly attacked by the plasma. Other similar configurations can be used.

一方のストッパを取り外すことによって、円筒ターゲット部分２１５をターゲットバッキングチューブ２０５の上にすべらせることができる。ターゲット材料によっては熱膨張が生じるため、円筒ターゲット部分２１５とストッパ（２２０，２２５）の少なくとも一方との間に隙間を残すことができる。この隙間は、膨張に起因する円筒ターゲット部分２１５の割れを防止するうえで役立つ。この隙間は、ストッパ（２２０，２２５）と円筒ターゲット部分２１５の一つを係合させる圧縮性材料によって埋めることもできる。   By removing one stopper, the cylindrical target portion 215 can be slid onto the target backing tube 205. Since thermal expansion occurs depending on the target material, a gap can be left between the cylindrical target portion 215 and at least one of the stoppers (220, 225). This gap is useful in preventing cracking of the cylindrical target portion 215 due to expansion. This gap can also be filled with a compressible material that engages one of the stoppers (220, 225) and the cylindrical target portion 215.

本発明の一つの実施形態においては、バッキング材料２１０が省略されており、ターゲット部分２１５がターゲットバッキングチューブ２０５に直接接触している。ターゲットバッキングチューブ２０５と円筒ターゲット部分２１５との間の接触冷却を最小限にする目的で、ターゲットバッキングチューブ２０５の中の水の流れを減少させることができる。例えば、磁石がそのキュリー温度のすぐ下の温度で作用するポイントまで、水の流れを減少させることができる。別の実施形態においては、油など、水よりも沸点が高い特殊な冷却材を使用することができる。   In one embodiment of the present invention, the backing material 210 is omitted and the target portion 215 is in direct contact with the target backing tube 205. In order to minimize contact cooling between the target backing tube 205 and the cylindrical target portion 215, the flow of water in the target backing tube 205 can be reduced. For example, water flow can be reduced to a point where the magnet operates at a temperature just below its Curie temperature. In another embodiment, special coolants with higher boiling points than water, such as oil, can be used.

次に、図５を参照すると、図５は、ターゲットアセンブリの一つの実施形態の断面図を示している。この断面図は、ターゲットバッキングチューブ２０５の上にぴったり密着している円筒ターゲット部分２１５を示している。円筒ターゲット部分２１５の実際にスパッタリングすることのできる材料は、ターゲットバッキングチューブ２０５に直接接触させることができる。   Reference is now made to FIG. 5, which shows a cross-sectional view of one embodiment of the target assembly. This cross-sectional view shows a cylindrical target portion 215 that is in close contact with the target backing tube 205. The material that can actually be sputtered of the cylindrical target portion 215 can be in direct contact with the target backing tube 205.

次に、図６を参照する。図６は、ターゲットアセンブリの別の実施形態の断面図を示しており、この実施形態では、円筒ターゲット部分２１５とターゲットバッキングチューブ２０５との間にメッシュが挿入されている。この実施形態では、電気伝導性が促進され、熱伝導性が制限される。   Reference is now made to FIG. FIG. 6 shows a cross-sectional view of another embodiment of the target assembly, in which a mesh is inserted between the cylindrical target portion 215 and the target backing tube 205. In this embodiment, electrical conductivity is promoted and thermal conductivity is limited.

図７は、ターゲットアセンブリの更に別の実施形態の断面図である。この実施形態は、ターゲットバッキングチューブ２０５と円筒ターゲット部分２１５との間に位置しているターゲットスペーサ２３０を含んでいる。スペーサは、一般には、電気伝導性であり、熱伝導性は問わない。スペーサが熱伝導性である場合でも、スペーサによって隔てられることとスペーサの表面が小さいため、ターゲットバッキングチューブ２０５と円筒ターゲット部分２１５との間の著しい熱伝達は防止される。代表的なスペーサとして、金属ワイヤが挙げられる。   FIG. 7 is a cross-sectional view of yet another embodiment of the target assembly. This embodiment includes a target spacer 230 positioned between the target backing tube 205 and the cylindrical target portion 215. In general, the spacer is electrically conductive and does not have any thermal conductivity. Even when the spacer is thermally conductive, significant heat transfer between the target backing tube 205 and the cylindrical target portion 215 is prevented because of the separation by the spacer and the small surface of the spacer. A typical spacer is a metal wire.

結論として、本発明は、特に、非接着式の回転ターゲットを提供する。本発明と、本発明の使用と、本発明の構成には、様々な変形形態と置き換えを適用して、本明細書に説明した実施形態によって達成されるものと実質的に同じ結果を達成できることが、当業者には容易に認識できるであろう。従って、本発明は、開示した模範的な形態に限定されないものとする。多数の変形形態、変更形態、及び代替構造が、請求項に記載されている開示されている本発明の範囲及び精神に含まれる。   In conclusion, the present invention specifically provides a non-adhesive rotating target. Various variations and substitutions can be applied to the invention, the use of the invention, and the configurations of the invention to achieve substantially the same results as those achieved by the embodiments described herein. However, it will be readily recognized by those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the exemplary forms disclosed. Numerous variations, modifications, and alternative constructions fall within the scope and spirit of the disclosed invention as set forth in the claims.

先行技術の片側支持型の回転マグネトロンシステムの図である。1 is a diagram of a prior art one-side supported rotary magnetron system. FIG. 先行技術の両側支持型の回転マグネトロンシステムの図である。1 is a diagram of a prior art dual-support rotary magnetron system. FIG. 先行技術の回転マグネトロンシステムのブロック図である。1 is a block diagram of a prior art rotating magnetron system. FIG. 本発明の一つの実施形態によって構築されているターゲットのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a target constructed in accordance with one embodiment of the present invention. ターゲットアセンブリの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a target assembly. 別のターゲットアセンブリの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of another target assembly. 更に別のターゲットアセンブリの断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of yet another target assembly.

符号の説明Explanation of symbols

１００…回転マグネトロンシステム、２００…ターゲットアセンブリ、２０５…ターゲットバッキングチューブ、２１０…バッキング材料、２１５…ターゲット部分、２３０…ターゲットスペーサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Rotary magnetron system, 200 ... Target assembly, 205 ... Target backing tube, 210 ... Backing material, 215 ... Target part, 230 ... Target spacer.

Claims (26)

外面を有するターゲットバッキングチューブと、
前記ターゲットバッキングチューブの前記外面と接触しているバッキング層であって、電気伝導性でありかつ非熱伝導性である、前記バッキング層と、
前記ターゲットバッキングチューブの周囲に位置しておりかつ前記バッキング層と接触している複数のターゲット円筒体と、
を備えている、スパッタリングシステム。 A target backing tube having an outer surface;
A backing layer in contact with the outer surface of the target backing tube, the backing layer being electrically conductive and non-thermally conductive;
A plurality of target cylinders located around the target backing tube and in contact with the backing layer;
A sputtering system comprising: 前記ターゲットバッキングチューブが、第１のストッパと第２のストッパとを備えている、請求項１に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system according to claim 1, wherein the target backing tube includes a first stopper and a second stopper. 前記複数のターゲット円筒体が、前記複数のターゲット円筒体の一つと前記第１のストッパとの間に隙間が存在するように配置されている、請求項２に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system according to claim 2, wherein the plurality of target cylinders are arranged such that a gap exists between one of the plurality of target cylinders and the first stopper. 前記複数のターゲット円筒体の少なくとも二つが、互いに押しつけることのできる平らな縁部を含んでいる、請求項１に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system of claim 1, wherein at least two of the plurality of target cylinders include flat edges that can be pressed together. 前記バッキング層がメッシュを含んでいる、請求項１に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system of claim 1, wherein the backing layer comprises a mesh. 前記バッキング層がグラファイトメッシュを含んでいる、請求項５に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system of claim 5, wherein the backing layer comprises a graphite mesh. 前記バッキング層が、前記複数のターゲット円筒体の少なくとも一つに施されている、請求項１に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system according to claim 1, wherein the backing layer is applied to at least one of the plurality of target cylinders. 前記バッキング層が、前記複数のターゲット円筒体の少なくとも一つに化学的に施されている、請求項７に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system according to claim 7, wherein the backing layer is chemically applied to at least one of the plurality of target cylinders. 前記複数のターゲット円筒体のそれぞれが、同じ材料から成る、請求項１に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system according to claim 1, wherein each of the plurality of target cylinders is made of the same material. 外面と内面とを有する複数のターゲット円筒体と、
前記複数のターゲット円筒体のうちの少なくとも二つの前記内面に施されているメッシュであって、電気伝導性でありかつ非熱伝導性である、前記メッシュと、
を備えている、スパッタリングシステム。 A plurality of target cylinders having an outer surface and an inner surface;
A mesh applied to the inner surface of at least two of the plurality of target cylinders, the mesh being electrically conductive and non-thermally conductive; and
A sputtering system comprising: 前記メッシュが、複数の別個のメッシュ部分を含んでいる、請求項１０に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system of claim 10, wherein the mesh includes a plurality of separate mesh portions. 前記メッシュがグラファイトを含んでいる、請求項１０に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system of claim 10, wherein the mesh includes graphite. 前記複数のターゲット円筒体が、少なくとも部分的に酸化されている金属合金から成る、請求項１０に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system of claim 10, wherein the plurality of target cylinders comprise a metal alloy that is at least partially oxidized. 前記複数のターゲット円筒体が、ＩＴＯから成る、請求項１０に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system according to claim 10, wherein the plurality of target cylinders are made of ITO. 外面を有するターゲットバッキングチューブと、
前記ターゲットバッキングチューブの前記外面と接触しているセパレータと、
前記ターゲットバッキングチューブの周囲に位置しておりかつ前記セパレータと接触している複数のターゲット円筒体と、
を備えている、スパッタリングシステム。 A target backing tube having an outer surface;
A separator in contact with the outer surface of the target backing tube;
A plurality of target cylinders located around the target backing tube and in contact with the separator;
A sputtering system comprising: 前記セパレータが、ワイヤセパレータである、請求項１５に記載のスパッタリングシステム。   The sputtering system of claim 15, wherein the separator is a wire separator. 前記複数のターゲット円筒体の少なくとも二つが、
舌と溝の結合システム、
を備えている、請求項１５に記載のスパッタリングシステム。 At least two of the plurality of target cylinders are
Tongue and groove coupling system,
The sputtering system according to claim 15, comprising: 前記ターゲットバッキングチューブに結合されているストッパ、
を更に備えている、請求項１５に記載のシステム。 A stopper coupled to the target backing tube;
The system of claim 15, further comprising: 前記ストッパが、
前記ストッパと前記複数のターゲット円筒体の少なくとも一つとを密着させるように構成されている引張ばね、
を備えている、請求項１８に記載のシステム。 The stopper is
A tension spring configured to bring the stopper and at least one of the plurality of target cylindrical bodies into close contact with each other;
The system of claim 18, comprising: 回転マグネトロンシステムであって、
外面を有するターゲットバッキングチューブと、
前記ターゲットバッキングチューブの前記外面と接触しているバッキング層であって、電気伝導性でありかつ非熱伝導性である、前記バッキング層と、
前記ターゲットバッキングチューブの周囲に位置しておりかつ前記バッキング層と接触している複数のターゲット円筒体と、
前記ターゲットバッキングチューブを回転させる駆動システムと、
前記ターゲットバッキングチューブの内側に位置している磁石システムであって、高い効果のスパッタリングプラズマを維持するように構成されている、前記磁石システムと、
前記ターゲットバッキングチューブと前記磁石システムとを冷却する冷却システムと、
を備えている、回転マグネトロンシステム。 A rotating magnetron system,
A target backing tube having an outer surface;
A backing layer in contact with the outer surface of the target backing tube, the backing layer being electrically conductive and non-thermally conductive;
A plurality of target cylinders located around the target backing tube and in contact with the backing layer;
A drive system for rotating the target backing tube;
A magnet system located inside the target backing tube, the magnet system configured to maintain a highly effective sputtering plasma;
A cooling system for cooling the target backing tube and the magnet system;
A rotating magnetron system. 前記ターゲットバッキングチューブに結合されているストッパ、を更に備えている、請求項２０に記載のシステム。   21. The system of claim 20, further comprising a stopper coupled to the target backing tube. 前記複数のターゲット円筒体が、前記複数のターゲット円筒体の一つと前記第１のストッパとの間に隙間が存在するように配置されている、請求項２１に記載のシステム。   The system according to claim 21, wherein the plurality of target cylinders are arranged such that a gap exists between one of the plurality of target cylinders and the first stopper. 前記ストッパが、
前記ストッパと前記複数のターゲット円筒体の少なくとも一つとを密着させるように構成されている引張ばね、
を備えている、請求項２２に記載のシステム。 The stopper is
A tension spring configured to bring the stopper and at least one of the plurality of target cylindrical bodies into close contact with each other;
23. The system of claim 22, comprising: 前記複数のターゲット円筒体の少なくとも二つが、
舌と溝の結合システム、
を備えている、請求項２０に記載のシステム。 At least two of the plurality of target cylinders are
Tongue and groove coupling system,
21. The system of claim 20, comprising: 前記バッキング層が前記複数のターゲット円筒体の少なくとも一つに施されている、請求項２０に記載のシステム。   21. The system of claim 20, wherein the backing layer is applied to at least one of the plurality of target cylinders. 外面を有するターゲットバッキングチューブと、
前記ターゲットバッキングチューブの前記外面と接触しているバッキング層であって、電気伝導性でありかつ非熱伝導性である、前記バッキング層と、
前記ターゲットバッキングチューブの周囲に位置しておりかつ前記バッキング層と接触している複数のターゲット円筒体と、
前記ターゲットバッキングチューブを回転させる駆動システムと、
前記ターゲットバッキングチューブの内側に位置している磁石システムであって、高い効果のスパッタリングプラズマを維持するように構成されている、前記磁石システムと、
前記ターゲットバッキングチューブと前記磁石システムとを冷却する冷却システムと、
を備えている、回転マグネトロンシステム。 A target backing tube having an outer surface;
A backing layer in contact with the outer surface of the target backing tube, the backing layer being electrically conductive and non-thermally conductive;
A plurality of target cylinders located around the target backing tube and in contact with the backing layer;
A drive system for rotating the target backing tube;
A magnet system located inside the target backing tube, the magnet system configured to maintain a high-efficiency sputtering plasma;
A cooling system for cooling the target backing tube and the magnet system;
A rotating magnetron system.
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